基于COT降压转换器的均流电路及均流系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种基于COT降压转换器的均流电路及均流系统，所述均流电路包括：电流采样单元，用于获取表征COT降压转换器中电感电流大小的电流采样信号；电流均衡控制单元，用于将电流采样信号转换为随COT降压转换器中电感电流增大而逐渐减小的基准电压信号，从而实现均流控制。本发明专利技术可以实现COT架构下多相并联使用时的均流控制。联使用时的均流控制。联使用时的均流控制。

【技术实现步骤摘要】
基于COT降压转换器的均流电路及均流系统


[0001]本专利技术属于COT降压转换器
，具体涉及一种基于COT降压转换器的均流电路及均流系统。

技术介绍

[0002]参图1所示为现有技术中降压转换器的电路图，降压转换器包括被配置成接收输入电压V
IN
的一对电源开关M1和M2，并被交替地开启和关断以在开关节点(SW)处产生开关输出电压V
SW
。开关输出电压V
SW
被直接耦合到包括输出电感L和输出电容C
OUT
的LC滤波电路以在输出端产生具有基本上恒定量值的已调节输出电压V
OUT
。然后能够使用输出电压V
OUT
来驱动负载，由此，降压转换器提供负载电流以使输出电压V
OUT
保持在恒定水平。
[0003]降压转换器包括反馈控制电路以调节到LC滤波电路的能量传递以将恒定输出电压保持在电路的期望负载极限内。更具体地，反馈控制电路促使电源开关M1和M2开启和关断以将输出电压V
OUT
调节成等于参考电压V
REF
或与参考电压V
REF
有关的电压值。在本实施例中，使用包括分压电阻R1和R2来划分输出电压V
OUT
，其然后被作为反馈节点上的反馈电压V
FB
反馈到降压转换器。比较器将反馈电压V
FB
与参考电压V
REF
相比较。比较器输出被耦合到控制器和栅极驱动电路以基于降压转换器控制方案来生成用于电源开关的控制电压，该控制电压被用来生成用于电源开关M1和M2的驱动信号。
[0004]基于恒定导通时间(COT)的降压转换器由于某些重要的优点而被广泛地用在工业中，诸如快速加载瞬态响应和相对大的关闭时间的容易控制和非常小的恒定导通时间以将高输入电压调节至低输出电压。恒定导通时间调节器是一个类型的电压调节器，采用其中基于输出信号中的纹波分量来调节输出电压的纹波模式控制。由于电源开关处的开关动作，所有开关模式调节器通过开关输出电感器而产生输出纹波电流。此电流纹波本身主要由于与负载并联地放置的输出电容C
OUT
中的等效串联电阻而表现为输出电压纹波。
[0005]但现有技术中多个电源管理芯片(多个功率级)并联应用系统中，每个芯片上的负载电流会不同，影响了系统的整体效率。且当负载电流超过单个芯片的带载能力时，系统有可能无法正常工作而进入过载保护模式。
[0006]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种基于COT降压转换器的均流电路及均流系统。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供基于COT降压转换器的均流电路及均流系统。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0009]一种基于COT降压转换器的均流电路，所述均流电路包括：
[0010]电流采样单元，用于获取表征COT降压转换器中电感电流大小的电流采样信号；
[0011]电流均衡控制单元，用于将电流采样信号转换为随COT降压转换器中电感电流增大而逐渐减小的基准电压信号，从而实现均流控制。
[0012]一实施例中，所述COT降压转换器包括比较器、控制器和栅极驱动电路、第一开关管、第二开关管、第一分压电阻、第二分压电阻、输出电感及输出电容，其中：
[0013]所述第一开关管和第二开关管依次串联于输入电压V
IN
与基准电位之间，第一开关管和第二开关管之间的节点为开关节点；
[0014]所述第一分压电阻和第二分压电阻依次串联于输出电压V
OUT
与基准电位之间，第一分压电阻和第二分压电阻之间的电压为分压信号；
[0015]所述输出电感连接于开关节点与输出电压V
OUT
之间，输出电容连接于输出电压V
OUT
与基准电位之间；
[0016]所述比较器用于接收分压信号和基准电压信号，并输出比较信号；
[0017]所述控制器和栅极驱动电路用于根据比较信号生成栅极控制信号，以控制第一开关管与第二开关管交替开启和关断，以在开关节点处产生开关输出电压。
[0018]一实施例中，所述第一开关管为PMOS管，第二开关管为NMOS管，其中：
[0019]所述第一开关管的源极与输入电压V
IN
相连，漏极与开关节点相连，栅极与控制器和栅极驱动电路相连；
[0020]所述第二开关管的源极与基准电位相连，漏极与开关节点相连，栅极与控制器和栅极驱动电路相连。
[0021]一实施例中，所述电流采样信号为电流信号或电压信号。
[0022]一实施例中，所述电流采样单元包括若干采样管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管、第一电流源、第二电流源、第三电阻、及滤波单元，其中：
[0023]所述采样管串联于输入电压V
IN
与第一节点之间，采样管的源极与输入电压V
IN
或上一个采样管的漏极相连，采样管的漏极与第一节点或下一个采样管的源极相连，所有采样管的栅极均与基准电位相连，且第一节点的电压与开关节点的电压相等；
[0024]所述第一PMOS管的源极与第一节点相连，漏极接第一电流源后与基准电位相连，且栅极与漏极短接；
[0025]所述第二PMOS管的源极与开关节点相连，漏极接第二电流源后与基准电位相连，栅极与第一PMOS管的栅极相连；
[0026]所述第三PMOS管的栅极与第二PMOS管的漏极相连，源极与第一节点相连，漏极与第一NMOS管的漏极相连，第一NMOS管的栅极与漏极短接，源极与基准电位相连；
[0027]所述第二NMOS管的栅极与第一NMOS管的栅极相连，源极与基准电位相连，漏极与第四PMOS管的漏极相连，第四PMOS管的栅极与漏极短接，源极与输入电压V
IN
相连；
[0028]所述第五PMOS管的源极与输入电压V
IN
相连，栅极与第四PMOS管的栅极相连，漏极接第三电阻后与基准电位相连；
[0029]所述滤波单元用于对第三电阻两端的电压滤波得到直流电压信号，即电流采样信号V
SENSE
。
[0030]一实施例中，所述滤波单元包括第一开关、第四电阻及第一电容，其中：
[0031]所述第一开关的第一端与第三电阻的第一端相连，第二端与第四电阻的第一端相连，第四电阻的第二端与第一电容的第一极板相连，第一电容的第二极板与第三电阻的第二端相连，所述第四电阻的第二端输出电流采样信号V
SENSE
；
[0032]所述第一开关于第一开关管开启时闭合，于第一开关管关闭时打开。
[0033]一实施例中，所述电流均衡控制单元包括第三NMOS管、第四NMOS管、第六PM本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于COT降压转换器的均流电路，其特征在于，所述均流电路包括：电流采样单元，用于获取表征COT降压转换器中电感电流大小的电流采样信号；电流均衡控制单元，用于将电流采样信号转换为随COT降压转换器中电感电流增大而逐渐减小的基准电压信号，从而实现均流控制。2.根据权利要求1所述的基于COT降压转换器的均流电路，其特征在于，所述COT降压转换器包括比较器、控制器和栅极驱动电路、第一开关管、第二开关管、第一分压电阻、第二分压电阻、输出电感及输出电容，其中：所述第一开关管和第二开关管依次串联于输入电压V
IN
与基准电位之间，第一开关管和第二开关管之间的节点为开关节点；所述第一分压电阻和第二分压电阻依次串联于输出电压V
OUT
与基准电位之间，第一分压电阻和第二分压电阻之间的电压为分压信号；所述输出电感连接于开关节点与输出电压V
OUT
之间，输出电容连接于输出电压V
OUT
与基准电位之间；所述比较器用于接收分压信号和基准电压信号，并输出比较信号；所述控制器和栅极驱动电路用于根据比较信号生成栅极控制信号，以控制第一开关管与第二开关管交替开启和关断，以在开关节点处产生开关输出电压。3.根据权利要求2所述的基于COT降压转换器的均流电路，其特征在于，所述第一开关管为PMOS管，第二开关管为NMOS管，其中：所述第一开关管的源极与输入电压V
IN
相连，漏极与开关节点相连，栅极与控制器和栅极驱动电路相连；所述第二开关管的源极与基准电位相连，漏极与开关节点相连，栅极与控制器和栅极驱动电路相连。4.根据权利要求1所述的基于COT降压转换器的均流电路，其特征在于，所述电流采样信号为电流信号或电压信号。5.根据权利要求2所述的基于COT降压转换器的均流电路，其特征在于，所述电流采样单元包括若干采样管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管、第一电流源、第二电流源、第三电阻、及滤波单元，其中：所述采样管串联于输入电压V
IN
与第一节点之间，采样管的源极与输入电压V
IN
或上一个采样管的漏极相连，采样管的漏极与第一节点或下一个采样管的源极相连，所有采样管的栅极均与基准电位相连，且第一节点的电压与开关节点的电压相等；所述第一PMOS管的源极与第一节点相连，漏极接第一电流源后与基准电位相连，且栅极与漏极短接；所述第二PMOS管的源极与开关节点相连，漏极接第二电流源后与基准电位相连，栅极与第一PMOS管的栅极相连；所述第三PMOS管的栅极与第二PMOS管的漏极相连，源极与第一节点相连，漏极与第一NMOS管的漏极相连，第一NMOS管的栅极与漏极短接，源极与基准电位相连；所述第二NMOS管的栅极与第一NMOS管的栅极相连，源极与基准电位相连，漏极与第四PMOS管的漏极相连，第四PMOS管的栅极与漏极短接，源极与输入电压V<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海波，尹虎君，刘天杰，刘真，张磊，
申请(专利权)人：江阴市新际科技有限公司，
类型：发明
国别省市：